Шлицевое соединение валов: как и чем смазывать?
- Конструктивные особенности шлицевых соединений
- Смазка шлицевых соединений валов и втулок
- Последствия недостатка смазки в шлицевых соединениях
Конструктивные особенности шлицевых соединений
Шлицевые соединения относятся к разъемным и подвижным, они используются для передачи крутящего момента от одной детали к другой.
Сопряжение элементов и исключение поперечного вращения одного вала относительно другого обеспечивается за счет зубьев, расположенных по направлению оси вала. На сопряженной детали в соответствии с этими выступами образуются пазы. Между деталями должен быть минимальный зазор, поэтому проектирование и изготовление компонентов требует высокой точности.
Шлицевые соединения выполняют те же функции, что и шпоночные, поэтому их часто сравнивают по эффективности.
Первые превосходят практически по всем показателям, таким как надежность, срок службы, износостойкость, усталостная прочность, равномерность распределения давления, прочность при динамических и переменных нагрузках. Уступают они только в вопросах простоты и стоимости изготовления.
Рабочими поверхностями шлицевых соединений являются боковые участки зубьев. На них воздействуют большие нагрузки, поэтому при изготовлении деталей, которые будут эксплуатироваться в тяжелых условиях и при больших напряжениях, используют термообработку зубьев.
Шлицевые соединения валов и втулок используются практически во всех отраслях промышленности: машиностроении, автомобилестроении, при производстве специальной техники, горнодобывающего оборудования, сельскохозяйственных машин и других установок.
С помощью шлицов могут соединять вал со втулкой или два вала. Наиболее распространенным вариантом шлицевого соединения валов является карданный вал автомобиля.
Смазка шлицевых соединений валов и втулок
К выбору смазки для шлицевых соединений необходимо подходить ответственно. Смазочный материал является одним из основных факторов, влияющих на ресурс и надежность работы шлицевых соединений.
Функционируя при высоких контактных давлениях и малой скорости скольжения, сопряженные поверхности выступов и пазов подвергаются повреждениям – на них образуются задиры, а также детали быстро истираются.
Следствием становится появление люфта, возникновение биения деталей и постороннего шума, выход узла из строя.
При повышенных нагрузках и при увеличении температур в зоне трения тонкая масляная пленка разрушается, начинается так называемое горячее заедание, которое приводит к усиленному изнашиванию деталей.
В дополнение ко всему, если в узел может попадать влага и грязь, как например в карданный вал автомобиля, то износ усиливается. Частицы грязи и пыли начинают действовать как абразив, а влага провоцирует появление и развитие коррозии.
Для смазывания шлицевых соединений валов необходимо использовать смазку с высокими противозадирными и противоизносными свойствами, способную защищать детали от коррозии и стойкую к воздействию влаги.
Смазку необходимо не только правильно выбирать, но и вовремя обновлять. Материал может терять вязкость и вытекать из узла при повышении температуры в зоне трения, загрязняться мелкими частицами из внешней среды, вымываться, смазочная пленка может повреждаться при воздействии высоких нагрузок.
Все это приводит к функционированию шлицевых соединений на сухую и износу деталей.
Предотвратить преждевременный износ деталей даже в условиях дефицита пластичной смазки, а также экстремальных нагрузок позволяет применение антифрикционных покрытий.
Покрытия представляют собой жидкие материалы, которые после нанесения на подготовленные поверхности и цикла отверждения становятся сухими пленками, обладающими низким коэффициентом трения, износостойкостью, высокой несущей способностью и противозадирными свойствами.
Удобнее всего использовать покрытия в аэрозольном баллоне, такие как MODENGY 1002 на основе дисульфида молибдена.
Этот твердосмазочный компонент обладает очень высокими эксплуатационными свойствами и в составе покрытия обеспечивает ресурсное смазывание деталей.
Покрытие обладает высокими антикоррозионными и противозадирными свойствами, несущей способностью, совместимо с пластичными смазками, но эффективно используется и самостоятельно.
Благодаря сухой текстуре смазочный слой не притягивает к себе мелкие частицы, минимизируя негативное воздействие абразивных частиц на поверхность детали.
Применение покрытий обеспечивает аварийное смазывание деталей в условиях дефицита пластичного материала, повышает плавность работы узлов, обеспечивает защиту от коррозии и значительно увеличивает ресурс работы компонентов.
Покрытия используются как при производстве валов со шлицами, так и на этапе ремонта или обслуживания элементов.
Последствия недостатка смазки в шлицевых соединениях
Пластичную смазку в шлицевых соединениях следует восполнять согласно рекомендациям производителя оборудования. Например, шлицевое соединения валов карданного вала рекомендуется обслуживать каждые 10-15 тысяч километров пробега или раз в год.
Однако в экстремальных режимах работы может потребоваться сокращение периодов досмазывания. Шлицевое соединение валов способно удлиняться на большое расстояние, из-за чего увеличивается изгибающая нагрузка.
При отсутствии смазочного слоя между деталями шлицевых соединений постепенно образуется зазор, который приводит к появлению биения при движении элементов. Кроме того, попадающая к деталям влага приводит к их коррозионному разрушению, если поверхность не защищена смазочной пленкой.
Также при отсутствии смазки шлицевое соединение валов может заклинивать, в передаче появляются ощутимые вибрации, что в конечном итоге приводит к необходимости ремонта либо полной замены деталей.